三維數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用：基于M-Track的桌面級協(xié)作機器人校準

來源：思看科技

導(dǎo)讀：機器人與云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新興科技相結(jié)合，創(chuàng)新性地構(gòu)建了智能制造系統(tǒng)，實現(xiàn)工業(yè)制造精益化、柔性化、智能化生產(chǎn)，大幅提高智能制造水平和生產(chǎn)效益。隨著機器人技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，借助先進的三維數(shù)字化手段對機器人進行校準，以保證機器人的高性能、高質(zhì)量和高可靠性則顯得格外重要。

關(guān)于機器人校準
機器人設(shè)備在正式交付前，需要經(jīng)過嚴格的校準以確保其精準度和性能符合要求。同時，機器人運行的過程中，由于各種因素的影響，機器人的位姿可能會發(fā)生偏差，如果不及時進行校準，會導(dǎo)致機器人在執(zhí)行任務(wù)時的不準確性和工作質(zhì)量下降，因此需要定期進行校準，以確保其穩(wěn)定、可靠地執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)。

機器人校準是提高機器人精度的過程，包括關(guān)節(jié)角度校準、運動學(xué)校準和非運動學(xué)校準。      
1 關(guān)節(jié)角度校準：機器人的關(guān)節(jié)角度校準是補償機器人關(guān)節(jié)的位置和角度，使其與預(yù)期的運動一致。通過關(guān)節(jié)角度校準可以提高機器人的精度和重復(fù)性。
2 運動學(xué)標定：涉及整個機器人的幾何標定，包括角度偏移和關(guān)節(jié)長度。
3非運動學(xué)校準：對幾何默認值以外的誤差進行建模，例如剛度、關(guān)節(jié)柔度和摩擦力。

思看科技M-Track智能機器人路徑規(guī)劃和引導(dǎo)系統(tǒng)可用于準確獲取機器人的位置和姿態(tài)，輔助工程師計算關(guān)鍵的參數(shù)，如耦合比、減速比、軸向偏差及連桿長度、轉(zhuǎn)角等數(shù)值。本次案例我們來看看如何使用M-Track保障協(xié)作機器人的精度。

項目背景
深圳市眾為創(chuàng)造科技有限公司（UFACTORY），是全球領(lǐng)先的消費級機器人系統(tǒng)研發(fā)和生產(chǎn)商，成立于2013年，在機器人底層算法、伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、機械臂關(guān)節(jié)設(shè)計、機械臂外觀設(shè)計等方面有著深入研究和多年的積累，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于教育和研究、無人零售、自動檢測等領(lǐng)域。

客戶需求
精度校準是眾為創(chuàng)造機器人交付前的關(guān)鍵步驟，傳統(tǒng)的方法只能在單一維度上調(diào)整協(xié)作機器人的姿態(tài)精度，不僅效率低下，還容易出現(xiàn)誤差和變化，影響產(chǎn)品的質(zhì)量和一致性。

客戶需要借助3D掃描儀捕捉若干個位置和姿態(tài)下的機器人末端目標坐標系（TCP）的實際位置，根據(jù)與理論點的偏差值，在系統(tǒng)內(nèi)補償修正機器人的參數(shù)，從而提高機器人的位置精度。

傳統(tǒng)測量方法：
1 拉線法：該方法只能補償單個維度，精度低(可達3-5mm)，穩(wěn)定性差。
2 常用的激光跟蹤儀：成本較高。

解決方案
解決方案：M-Track機器人路徑智能規(guī)劃引導(dǎo)系統(tǒng)
方案由3D跟蹤系統(tǒng)i-Tracker和M-Track軟件組成�？蛻羰褂胕-Tracker和M-Track軟件獲取協(xié)作機器人刀具中心點(TCP)的6D位姿。

1 創(chuàng)建背景點模型：使用 i-Tracker 識別背景點，并創(chuàng)建正確的大地基準坐標系。

2 創(chuàng)建目標模型：在軟件中創(chuàng)建機器人末端模型和末端工具坐標系。

3 跟蹤目標點并輸出坐標：調(diào)用API自動記錄并輸出目標點的實際坐標值。

4 補償修正運動機器人運動參數(shù)：將實際坐標點與理論坐標點輸入補償軟件，自動得到補償值，用于修正機器人的運動參數(shù)。

方案優(yōu)勢

1 精度保證：i-Tracker跟蹤系統(tǒng)采用雙目立體視覺技術(shù)，可以精準獲取TCP的6D位姿。當跟蹤范圍為10.4m3時，精度可達0.049mm；跟蹤范圍為28.6m3時，精度可達0.067mm；跟蹤范圍為49.0m3時，精度可達0.089mm，有效減少了機器人的位姿誤差，提高產(chǎn)品精度。

2 實時校準：M-Track將捕捉到的位姿數(shù)據(jù)與目標數(shù)據(jù)進行比較，可以輔助工程師快速驗證和調(diào)整協(xié)作機器人的參數(shù)并糾正其偏差，進一步保證機器人精準執(zhí)行任務(wù)。

3 高效智能：相較于傳統(tǒng)校準方式，M-Track大大節(jié)省了時間和人力成本，縮短了設(shè)備停機和維護時間，為機器人生產(chǎn)制造提供了更高效、智能化的校準方案。
M-Track智能路徑規(guī)劃與引導(dǎo)系統(tǒng)以其高精度、便捷性、智能化的特征高效完整地完成了機器人校準工作，充分保障機器人性能穩(wěn)定可靠。機器人校準是促進生產(chǎn)線智能化升級和提高生產(chǎn)線效率的重要環(huán)節(jié)，思看科技三維數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用為機器人的控制精度和穩(wěn)定性提供了更加高效、智能化的可能，進一步提高生產(chǎn)線的整體效率和質(zhì)量水平，促進智能智造行業(yè)的快速發(fā)展。